Wie kann Klärschlamm optimal recycelt werden?

Klärschlamm wurde in Deutschland lange Zeit vor allem landwirtschaftlich als Dünger verwertet oder von der Industrie verbrannt.

Die 2017 novellierte Klärschlammverordnung hat jedoch die Klärschlammverwertung neu ausgerichtet und verlangt, dass aus den Schlämmen mittelfristig unter anderem Phosphor zurück gewonnen wird. Das Element wird seitens der EU-Kommission als kritischer Rohstoff eingestuft.

Klärschlamm ist ein heterogenes Gemisch, das sich hauptsächlich aus Wasser, organischen Substanzen, Stickstoff- und Phosphorverbindungen zusammensetzt. Im Jahr 2015 belief sich das Aufkommen in industriellen und kommunalen Kläranlagen in Deutschland auf gut 1,8 Millionen Tonnen.

Ein neuartiges Ultraschallverfahren soll es ermöglichen, die Inhaltsstoffe des Klärschlamms besser aufzuschließen und anschließend voneinander abzutrennen. Im Mittelpunkt steht dabei eine neuartige und patentierte Ultraschall-Kavitations-Einheit (siehe Abb. 2).

Ein spezieller Ultraschallgeber bewirkt, dass durch den ständigen Druckwechsel im Klärschlamm unzählige winzige Blasen entstehen. Dieser Effekt wird als Kavitation bezeichnet.

Die mit einem Gemisch aus Wasserdampf und anderen Gasen gefüllten Mikrobläschen wachsen binnen Sekundenbruchteilen auf ein Vielfaches ihrer ursprünglichen Größe und implodieren schließlich.

Im Ergebnis soll das neue Verfahren cellulosereiche Fasern, ein nährstoffreiches Gel sowie eine leicht vergärbare Flüssigkeit liefern (vgl. Abb. 1), die jeweils für weitere Nutzungen verwendet werden können.

Angewendet wird das neue Verfahren in dem Verbundprojekt "UltraSep" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Die Projektteilnehmer wollen das neue Verfahren in einer mobilen Pilotanlage unter Realbedingungen testen.

Im anschließenden Einsatz auf der kommunalen Kläranlage des Wupperverbands in Hückeswagen soll daraufhin die schrittweise Überführung in den Dauerbetrieb sowie eine Verfahrensoptimierung erfolgen.

ist Teil der BMBF-Fördermaßnahme "KMU-innovativ: Ressourceneffizienz und Klimaschutz", Anwendungsbereich "Nachhaltiges Wassermanagement". Ziel ist ein "Innovatives Verfahren zur stofflichen und energetischen Verwertung von Klärschlamm".

Zu den Projektpartnern zählen die AQUATTRO GmbH aus dem nordrhein-westfälischen Halver, das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT und die Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft WiW.